Описание установки

Установка (рис. 1) состоит из источника питания (1); измерителя напряжения (2); измерителя электрического поля (3); плоского конденсатора с раздвижными пластинами (4), установленными на профильной скамье (5); соединительных проводов. Измеритель напряженности электрического поля прикреплен к правой пластине конденсатора и соединен с мультиметром (6). Параллельно к пластинам присоединен мультиметр, измеряющий напряжение на пластинах, подаваемое от источника питания.

Рис. 1. Установка для измерения напряженности электрического поля как функции напряжения и расстояния между пластинами.

Порядок выполнения

1. Проверить электрическую схему установки.

2. Установить пластины конденсатора на расстояние 10 – 15 см между ними.

3. Включить источник питания и измерительные приборы и убедиться по показаниям вольтметра 2 (см. рис. 1), что на пластины конденсатора не подано напряжение.

4. Подать напряжение 12 В для обеспечения вращения лопостей измерителя поля (первый слева регулятор на источнике питания)

5. Отбалансировать измеритель напряженности поля нулевым напряжением: для балансировки необходимо на самом чувствительном пределе измерителя напряженности электрического поля (рис.2) зажечь светодиод кнопкой “Range” на верхнем канале (1 kV/m), затем поворотом ручки балансира “”добиться показания нуля на мультиметре, измеряющем напряженность электрического поля (контакты с этого мультиметра 6 подсоединены к верхним разъемам измерителя на рис. 2). При этом, показания напряженности электрического поля на данном мультиметре следует умножать на 100. При больших напряженностях поля (если мультиметр показывает больше 10 В) следует перейти кнопкой“Range” на следующий предел 10 кВ/м (загорится соответствующий светодиод) и показания мультиметра в этом случае следует умножать на 1000; на нижнем пределе (100 kV/m) соответственно показания мультиметра следует умножить на 10 000. Полученный результат будет соответствовать напряженности поля в конденсаторе, выраженным в В/м. В данной лабораторной работе рекомендуется производить измерения на втором пределе.

6. Подать на пластины конденсатора напряжение 200 Вольт (третий слева регулятор на источнике питания; точность данного значения проверять на вольтметре, присоединенном параллельно к пластинам конденсатора). С мультиметра, подсоединенному к измерителю напряженности, записать в таблицу 1 показания напряженности электрического поля при разных расстояниях между пластинами. (ВНИМАНИЕ! Передвигать пластины конденсатора можно только при выключенном напряжении на конденсаторе.)

Таблица 1.

№	d	Eэксп	U	Eтеор	Сэксп	Стеор
	см		В	В/м	Ф	Ф
1	12		200
2	10
3	8
…	…

7. Отключить источник питания и установить пластины на другое расстояние в соответствии с табл. 1 и, снова отбалансировать измеритель напряженности электрического поля.

8. Подать напряжение 200 В и измерить напряженность при новом расстоянии.

9. Выполнить пункты 6, 7 и 8 для других расстояний.

10. Установить пластины на фиксированное расстояние d = 5 см.

11. Выполнить пункты 3 – 5. Снять зависимость E от U, занося данные в таблицу 2.

Таблица 2.

№	d	U	Eэксп	Eтеор
	см	В
1	5	50
2		75
3		100
…		…

12. Повторить пункт 11) при расстоянии между пластинами d = 10 см. данные занести в таблицу 3.

Таблица 3.

№	d	U	Eэксп	Eтеор
	см	В
1	10	50
2		75
3		100
…		…

13. Измерить и записать площадь пластин S конденсатора.